(57)【要約】      （修正有）【課題】放射線治療を効率よく行うための放射線治療プランニング装置を提供する。【解決手段】プランニング情報、治療工程情報、治療プロトコル情報、治療設備情報及び人的資源情報を記憶する記憶装置１，２，３，４，５と、記憶装置の各情報からプランニングための治療枠情報を設定する設定装置６と、治療枠情報に基づいてスケジューリング問題解決エンジンを起動するためのパラメータ情報を作成する治療プランニング問題作成装置７と、設定装置６及び治療プランニング問題作成装置７からの情報をスケジューリング問題解決エンジンに適用して最適解を算出するエンジン装置８と、最適解を治療枠結果表に変換して記憶する処理／記憶装置９と、全プランニング期間を複数の期間に分割し、前のプランニング期間の一部を現プランニング対象期間に含めるのりしろ期間を算出する装置１０と、治療枠結果表から全期間治療枠を作成して表示する表示装置１１とを具備する。【選択図】図１
2010165338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療の長期間の治療枠を立案する放射線治療プランニング装置であって、
プランニング期間と枠数を設定したプランニング情報を記憶する第１の記憶装置と、
治療工程を規定した治療工程情報を記憶する第２の記憶装置と、
治療プロトコルを規定した治療プロトコル情報を記憶する第３の記憶装置と、
照射室の設備や照射室の数を規定した治療設備情報を記憶する第４の記憶装置と、
医師や看護師の人的資源を規定した人的資源情報を記憶する第５の記憶装置と、
前記第１乃至第５の記憶装置から各情報を読み取り、読み取り情報に基づいてプランニングための治療枠の全行程に関する治療枠情報を設定する治療枠情報設定装置と、
前記治療枠情報に基づいて資源制約付スケジューリング問題解決エンジンを起動するためのパラメータ情報を作成する治療プランニング問題作成装置と、
前記治療枠情報設定装置及び前記治療プランニング問題作成装置から得られる情報を資源制約付スケジューリング問題解決エンジンに適用して最適化した解を算出する資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置と、
前記最適化した解を治療枠結果表に変換して記憶する治療枠結果処理／記憶装置と、
対象となる全プランニング期間を複数の期間に分割しかつ前のプランニング期間の一部を現プランニング対象期間に含めるのりしろ期間を前記治療枠結果表から算出する分割プランニング対象期間作成装置と、
作成された複数の分割期間の前記治療枠結果表から全期間治療枠を作成して表示する治療枠結果表示装置と、
を具備することを特徴とする放射線治療プランニング装置。
【請求項２】
前記治療プランニング問題作成装置は，各分割期間における治療プランニング問題を作成するとき，各分割期間における治療プランニング問題の各プロトコルの枠数は，始めに与えられたプロトコルごとの患者数の割合と同じ割合となる治療枠を作成することを特徴とする請求項１記載の放射線治療プランニング装置。
【請求項３】
前記資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置は、対象期間の枠のプランニングの問題を資源制約付スケジューリング問題としてモデル化し、このモデルを組合せ最適化手法に基づいて、最適化した治療枠を作成する、ことを特徴とする請求項１に記載の放射線治療プランニング装置。
【請求項４】
特定の設備の数を十分大きな値に設定することによって、年間患者数を最大にするための前記特定の設備の必要数を算出する手段を更に含むことを特徴とする請求項１又は３に記載の放射線治療プランニング装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線治療プランニング装置を用い、新規に発生した患者に対して新たな治療枠を生成するための患者情報入力装置と、新たな治療枠の生成及びリスケジューリングを行うプランニング情報修正装置と、を具備し、前記プランニング情報修正装置は前記患者に前記治療枠を割当て、患者情報により治療に変更があるとき再度リスケジューリングを行い、年間治療枠の見直しが必要なとき作り直す治療枠を決定することを特徴とする、放射線治療予約スケジューリング装置。
【請求項６】
前記資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置は、対象期間の枠のプランニングの問題を資源制約付スケジューリング問題としてモデル化し、このモデルを組合せ最適化手法に基づいて、最適化した治療枠を作成する、ことを特徴とする請求項５に記載の放射線治療予約スケジューリング装置。
【請求項７】
放射線治療の長期間の治療枠を立案する放射線治療プランニング方法であって、
第１の記憶装置がプランニング期間と枠数を設定したプランニング情報を記憶するステップと、
第２の記憶装置が治療工程を規定した治療工程情報を記憶するステップと、
第３の記憶装置が治療プロトコルを規定した治療プロトコル情報を記憶するステップと、
第４の記憶装置が照射室の設備や照射室の数を規定した治療設備情報を記憶するステップと、
第５の記憶装置が医師や看護師の人的資源を規定した人的資源情報を記憶するステップと、
治療枠情報設定装置が前記第１乃至第５の記憶装置から各情報を読み取り、読み取り情報に基づいてプランニングための治療枠の全行程に関する治療枠情報を設定するステップと、
治療プランニング問題作成装置が前記治療枠情報に基づいて資源制約付スケジューリング問題解決エンジンを起動するためのパラメータ情報を作成するステップと、
資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置が前記治療枠情報設定装置及び前記治療プランニング問題作成装置から得られる情報を資源制約付スケジューリング問題解決エンジンに適用して最適化した解を算出するステップと、
治療枠結果処理／記憶装置が前記最適化した解を治療枠結果表に変換して記憶するステップと、
分割プランニング対象期間作成装置が対象となる全プランニング期間を複数の期間に分割しかつ前のプランニング期間の一部を現プランニング対象期間に含めるのりしろ期間を前記治療枠結果表から算出するステップと、
治療枠結果表示装置が作成された複数の分割期間の前記治療枠結果表から全期間治療枠を作成して表示するステップと、
を含むことを特徴とする放射線治療プランニング方法。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線治療プランニング方法を用い、患者情報入力装置が新規に発生した患者を空いている治療プロトコル枠に患者スケジュールを当てるステップと、調整対象期間入力装置が治療枠のリスケジューリングを行う期間を入力するステップと、自動調整手段が枠に既に予約で埋められた枠の患者情報をもとに再調整したい期間を指定し、治療プロトコル枠の数を前記プランニング情報記憶装置に設定し、前記期間内の既に埋まっている枠とまだ埋まっていない枠を対象に枠の組み替えや取替えを含む枠の自動調整を行うステップとを含むことを特徴とする放射線治療予約スケジューリング方法。
【請求項９】
組合せ最適化手法の目的関数または評価関数に対して，分割期間より短い評価用日数を設定し，評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の乖離量を示す関数を加算して新たな評価関数を作成し，この評価関数を用いて解を求めることを特徴とする放射線治療プランニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療などの放射線治療を効率よく行うための放射線治療プランニング（計画立案）及び放射線治療予約スケジューリング装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
がん治療の先進医療として放射線治療がある。手術が不要で患者の負担が少ない。この治療は、新患受付から始まって、治療完了まで多数の工程がある。患者の増加に伴って事前にどの程度の患者数が治療できるかのプランニング（計画立案）と日々治療する患者が発生した場合に準備から治療完了までの予約スケジューリングを効率よく行うことが必要になってきている。従来は、予め施設能力や治療プロトコル（部位）の割合をもとに年間枠（エクセルのような表）を人手によって作成し、新患が入るたびにその患者の治療プロトコルに該当する枠を、医師が埋めていく。年間枠を作ることによって患者の年間計画数が求まるが、この方法を実際に運用してみると枠の調整が必要になり、治療が計画通りには行かないのが実情である。
【０００３】
放射線治療のプランニングでは、事前に例えば、年間どの程度の数の患者が治療できるのかを見積もることが必要である。見積もりに必要な情報は、病院側の治療装置能力・台数、治療室、準備室（着替えや固定具装着等に使用）数や医師、看護婦、技師などの人的リソースなどである。放射線治療装置は設備費（建設費と運営費）が高価なので有効な活用が不可欠である。また、社会的にも可能な限り多くの患者を治療できることが必要になってきている。
【０００４】
また、治療予約スケジューリングでは、立案した計画に沿って日々発生する患者にスケジュールを割当ててスムースに治療完了まで治療を行う必要がある。患者は治療プロトコルによってスケジュールが異なっている。治療プロトコルとは治療部位や状況によって、照射回数などが決められたもので２０種類以上ある。どのような治療プロトコルの患者がいつ発生するかが未知なために計画通りにスケジュールが埋まらないのが通常である。治療間隔などを調整して効率よく計画を日々調整していくことが必要になる。ただ、ここには患者に照射できる照射量の制約、装置能力の制約など多数の制約があるために人手で行うのがきわめて困難になってきている。そのため、余裕をもった計画を作りすぎることになり治療目標患者数に満たない現状がある。
【０００５】
既に導入されている病院情報システムは、患者に対して行った検査、治療などの結果を電子カルテで管理することが中心で、数ヶ月の長期間にわたる綿密な治療予定を立案するものにはなっていない。また、健康診断システムのように一連の検査フローを管理するものは、１，２日の短期間であり、順番を間違えないようにフローを管理するだけで一人一人をスケジュールする必要は発生していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２２５０７号公報
【特許文献２】特開平１１−２５３５６５号公報
【非特許文献１】佐藤他、“遺伝的アルゴリズムを用いた２段階方式による放射線治療装置スケジューリングシステム”、電子情報通信学会D-1 Vo.J83-D-1, No.10,PP1033-1042,2000年10月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように従来は、放射線治療に関するプランニングや予約スケジューリングは病院情報システムや健康診断システムでは扱っていないものであり、医師の経験と試行錯誤で人手に頼って行っている。
【０００８】
計画立案に関しては、まず治療可能な患者数の見積もりができないという課題がある。また、ＳＩＭ室（シミュレーション室）や治療室には複数の準備室が用意されている場合があるが、施設計画の際の準備室の最適な必要数の算出と、施設完成後の準備室の効率的な運用方法が課題となっている。また、治療患者数を増やすにはどこを改善すればよいか、日々患者を受け入れている時に現在の受け入れ可能患者数がどの程度か把握することが困難であるという問題があった。
【０００９】
また、予約スケジューリングに関しては、スケジュールしようとする患者の来院、入院都合と同時に病院側の現在の治療可能な日程などを加味してスケジュールしても、特定の治療プロトコルに患者が集中したり患者のキャンセルがあったりと当初の計画や一度決めたスケジュールとずれることが多く、計算機で自動的にスケジューリングすることができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、プランニング対象の長期間の治療枠を自動立案することにより治療可能な患者数の見積もり、施設計画支援をすることおよび自動立案した治療枠に予約を埋めてスケジューリングする際に随時自動立案した治療枠を既に予約で埋められた治療枠を含めて自動調整（組み替えや取替え）を行う放射線治療プランニング及びスケジューリング装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、放射線治療の長期間の治療枠を立案する放射線治療プランニング装置であって、プランニング期間と枠数を設定したプランニング情報を記憶する第１の記憶装置と、治療工程を規定した治療工程情報を記憶する第２の記憶装置と、治療プロトコルを規定した治療プロトコル情報を記憶する第３の記憶装置と、照射室の設備や照射室の数を規定した治療設備情報を記憶する第４の記憶装置と、医師や看護師の人的資源を規定した人的資源情報を記憶する第５の記憶装置と、前記第１乃至第５の記憶装置から各情報を読み取り、読み取り情報に基づいてプランニングための治療枠の全行程に関する治療枠情報を設定する治療枠情報設定装置と、前記治療枠情報に基づいて資源制約付スケジューリング問題解決エンジンを起動するためのパラメータ情報を作成する治療プランニング問題作成装置と、前記治療枠情報設定装置及び前記治療プランニング問題作成装置から得られる情報を資源制約付スケジューリング問題解決エンジンに適用して最適化した解を算出する資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置と、前記最適化した解を治療枠結果表に変換して記憶する治療枠結果処理／記憶装置と、対象となる全プランニング期間を複数の期間に分割しかつ前のプランニング期間の一部を現プランニング対象期間に含めるのりしろ期間を前記治療枠結果表から算出する分割プランニング対象期間作成装置と、作成された複数の分割期間の前記治療枠結果表から全期間治療枠を作成して表示する治療枠結果表示装置と、を具備することを特徴とする放射線治療プランニング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
年間枠を高速に高密度に、且つ治療プロトコルの割合に関してバラツキの無いように作成することができる。また、年間治療可能な患者数の見積もりや施設・リソース面でどこがボトルネックになるかの施設能力分析ができ、高価な治療設備を効率よく運用することが支援でき、病院側にも支援している国としてもマクロにみて有効である。
【００１３】
また、年間枠を利用した予約スケジューリングでは、随時自動調整することで、医師が患者の予約をする際に患者側、施設側の様々な制約条件を試行錯誤で考慮しながらスケジュールを決める手間がかからなくなる。また、治療プロトコルのバランスが乱れた場合にも随時作成し直すことでどの治療プロトコルにも対応できるようにできる。
【００１４】
また、準備室の最適な必要数の見積もりと、準備室の効率的な運用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に従った放射線治療プランニング装置のブロック図である。
【図２】図１の放射線治療プランニング装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】プランニング情報記憶装置に記憶されているプランニング情報を示す図である。
【図４】放射線治療の工程を示す図である。
【図５】治療工程記憶装置に記憶されている治療工程情報を示す図である。
【図６】治療プロトコル情報記憶装置に記憶されている治療プロトコル情報を示す図である。
【図７】治療設備情報記憶装置に記憶されている治療設備情報を示す図である。
【図８】人的資源情報記憶装置に記憶されている人的資源情報を示す図である。
【図９】治療枠情報設定装置のフローチャートである。
【図１０】集合ＪとＪ対応表を示す図である。
【図１１】集合Ｊに対する｛Ｐｊ｝を示す図である。
【図１２】集合ＲとＲ対応表を示す図である。
【図１３】治療プランニング問題作成装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】ＴとＴ対応表を示す図である。
【図１５】治療枠結果処理／記憶装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】治療枠結果表記憶装置で作成される治療枠結果表を示す図である。
【図１７】分割プランニング対象期間作成装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】のりしろ期間を含めた次の治療枠結果表の初期値を示す図である。
【図１９】第２の実施形態に従った放射線予約スケジューリング装置のブロック図である。
【図２０】リスケジューリングが必要な治療結果表を示す図である。
【図２１】年間枠を作成し、運用する過程を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
図１を参照して第１の実施形態による放射線治療プランニング装置を説明する。図１に示すように放射線治療プランニング装置には、プランニング期間と枠数を設定したプランニング情報を記憶するプランニング情報記憶装置１と、治療工程を規定した治療工程情報を記憶する治療工程情報記憶装置２と、治療プロトコルを規定した治療プロトコル情報を記憶する治療プロトコル情報記憶装置３と、照射室等の設備やその数を規定した治療設備情報を記憶する治療設備情報記憶装置４と、医師や看護師等の人的資源を規定した人的資源情報を記憶する人的資源情報記憶装置５とが設けられる。これら記憶装置１〜５は治療枠情報設定装置６及び治療プランニング問題作成装置７に接続される。治療枠情報設定装置６は作成する治療枠の全工程を設定する機能を有し、治療プランニング問題作成装置７に接続される。治療プランニング問題作成装置７は資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８を起動するためのパラメータを作成する機能を有する。
【００１７】
治療プランニング問題作成装置７は資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８、治療枠結果処理／記憶装置９及び分割プランニング対象期間作成装置１０に接続される。資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８は治療プランニング問題作成装置７から起動パラメータを受けると最適解を算出し、その結果を治療プランニング問題作成装置７に送る。このとき、治療プランニング問題作成装置７は最適解を治療枠結果表に変換して治療枠結果処理／記憶装置９に送る。治療枠結果処理／記憶装置９は治療枠結果表を記憶し、分割プランニング対象期間作成装置１０及び治療枠結果表示装置１１に読み出す。分割プランニング対象期間作成装置１０は治療枠結果表に基づいてプランニング期間を作成する。治療枠結果表示装置１１は分割プランニング対象期間作成装置１０によって作成された複数の分割期間の治療枠結果表から全期間治療枠を作成しわかりやすく表示する。
【００１８】
以下に、図２のフローチャートを用いて、上記構成の放射線治療プランニング装置の処理の概略を説明する。
【００１９】
まず、治療枠情報設定装置６は、図１のプランニング情報記憶装置１、治療工程情報記憶装置２、治療プロトコル情報記憶装置３、治療設備情報記憶装置４及び人的資源記憶装置５からこれからプランニングするための治療枠情報に関するパラメータを検索、加工して設定する（ステップＳ１１）。その後、第１分割期間、即ちｋ＝１が設定される（Ｓ１２）。ここでｋの値は第ｋ分割期間を表す値である。
【００２０】
治療プランニング問題作成装置７は、プランニング情報記憶装置１、治療工程情報記憶装置２、治療プロトコル情報記憶装置３、治療設備情報記憶装置４及び人的資源記憶装置５の情報と治療枠情報設定装置６によって設定された治療枠情報に基づいて資源制約付スケジューリング問題解決エンジンに必要なパラメータ情報を作成する（Ｓ１３）。このパラメータ情報を用いて資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８は対象期間ｋのスケジューリング結果を求める、即ち治療枠を作成する（Ｓ１４）。この後、最適化した解の有無、即ち“作成不可“が判定される（Ｓ１５）。この判定がＮＯ、即ち、作成可能であれば、治療枠結果処理／記憶装置９はエンジン装置８によって求められたスケジューリング結果を治療枠結果表の形で記憶する（Ｓ１６）。
【００２１】
次に、ｋ＜分割数が判定される（Ｓ１７）。この判定がＹＥＳである、即ちｋが分割数より小さければ、ｋがインクリメントされる、即ちｋ＝ｋ＋１が設定される（Ｓ１８）。この後、分割プランニング期間作成装置１０は次のプランニング期間を算出する（Ｓ１９）。即ち、第１分割期間（ｋ＝１）は、プランニング情報から決まる期間であるが、ｋ＞１の場合には、前の分割期間で求めた治療枠結果表の一部期間を“のりしろ期間”として再度次の第ｋ分割期間に含める。そののりしろ期間を含めた次のプランニング対象期間を分割プランニング期間作成装置１０が求める。ここで求めた期間を対象に治療プランニング問題作成装置７がパラメータを再度作成し、治療枠結果表を記憶する。即ち、ステップＳ１３〜Ｓ１９が繰り返される。このプロセスをｋ＝分割数まで繰り返して、全対象期間のプランニングが終われば、治療枠結果表示装置１１は全期間のプランニング結果を表示し（Ｓ２０）、処理は終了する。途中で最適解が存在せず“作成不可“になった場合、即ち、ステップＳ１５の判定がＹＥＳの場合は第ｋ−１期間までのプランニング結果を治療枠結果表示装置１１に表示する。
【００２２】
以下、図表を使って上記の構成及び処理を詳しく説明する。
【００２３】
図１のプランニング情報記憶装置１はプランニングに必要な期間、それをどの程度の分割で実施するかの分割数、作成したい治療プロトコル毎の枠数に関するプランニング情報を記憶している。プランニング情報記憶装置１に記憶されるプランニング情報が図３に具体例に示されている。治療工程情報記憶装置２は治療工程の情報を記憶している。治療工程は図４に示すように新患受付から始まって、治療会議→固定具作成→画像撮影→治療計画→治療会議→アクセサリ（治療器具）作成又はシミュレーション（リハーサル）→照射→経過追跡などの一連の工程から構成されている。以下では簡単のために図４の太線で示した工程だけを例として記述する。プランニング情報記憶装置１は各工程に要する時間、前の工程との空けるべき間隔（最小時間、最大時間）、その工程に必要な人的資源と必要設備に関する情報を記憶している。治療工程情報の具体例は図５に示されている。例えば、固定具作成という工程は、最初の工程なので間隔欄は不要で、作成に１時間かかり、医師、技師がそこに一人ずつ必要で固定具作成室を占有することを表している。Ｄは日、Ｈは時間、Ｍは分を表す。
【００２４】
治療プロトコル情報記憶装置３は治療プロトコル毎の治療工程に関する治療工程情報を記憶している。照射工程までは全ての治療プロトコルに共通であるが、照射はその回数、照射線量などが部位によって異なるので治療プロトコルで異なる。本実施例では簡単のために図４の太線で示した工程、即ち固定具作成、画像撮影、リハーサル、照射だけを例として治療プロトコル情報を図６に具体例に記述する。図６では各工程（固定具作成、画像撮影、リハーサル、照射）に固有の記号を付与し、照射は回数で示す。照射線量は簡単のために省略する。
【００２５】
治療設備情報記憶装置４は治療室や準備室等の設備の稼動可能時間に関する治療設備情報を記憶する。設備情報は、部屋のように占有しても開放されれば再び使用できる再利用可能資源と一度使ってしまうとなくなってしまう再利用不可能資源がある。ここでは再利用可能資源だけを扱うが、再利用不可能資源も同様に扱うことができる。以下では再利用可能資源を単に資源とする。資源は図７に具体的に示すように資源毎にカレンダー上に利用可能時間数を記載する。
【００２６】
人的資源情報記憶装置５は医師や看護師、技師等の人的資源情報を記憶する。人的資源のカテゴリーは、医師、看護師、技師とする。医師Ａ等は具体的な特定個人でもよいし、予定としての誰かでもよい。図８にはカレンダー上に勤務可能時間を記載している。
【００２７】
治療枠情報設定装置６はプランニングの前に治療枠情報を前処理として設定する。即ち、治療枠情報設定装置６は記憶装置１乃至５の情報から、プランニングに必要な集合Ｊ，Ｒとそれらの対応表であるＪ対応表、Ｒ対応表、｛Ｐj｝、｛ｐj｝、｛σij｝、｛δij｝を作成する。
【００２８】
集合Ｊとは、作成しなければならない治療プロトコル枠を工程単位でばらし、集めたものである。例えば、１年間を１２分割して１ヶ月単位で作成しなければならない治療プロトコル枠を１つの治療プロトコルＡと、２つの治療プロトコルＢとした時、作成しなければならない工程は、
工程の集合＝｛Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４−１，Ａ４−２，Ａ４−３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４−１，Ｂ４−２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４−１，Ｂ４−２｝
となる。この１年間、や１２分割、治療プロトコルの数はプランニング情報から得られる。治療プロトコルＡ，Ｂの各工程は治療プロトコル情報から検索する。ここでは図６の治療プロトコル情報を想定している。これより集合Ｊ、Ｊ対応表は図１０のように作成される。集合Ｊは単に１６工程あることを表しているだけであるが、それぞれの数値に工程名が対応している。その対応をＪ対応表で表している。この１６工程を１ヶ月のカレンダーに詰め込めればスケジュールができることになる。ただし、設備、人的資源の制約を考慮する必要がある。
【００２９】
治療枠情報設定装置６は人的資源情報と治療設備情報から集合ＲおよびＲ対応表も作成する。集合Ｒ、Ｒ対応表とは、資源の集合を記述したものであり、治療設備情報、人的資源情報からカテゴリーを集めたものである。設備資源と人的資源を同等に扱っており、具体的なＲ対応表は図１２に示されている。図１２のＲ対応表では、資源は５つあって、１から５の番号で区別される。
【００３０】
図９には、治療枠情報設定装置６の処理のフローチャートが示されている。これによると、まず、治療枠情報設定装置６はプランニング情報記憶装置１、治療工程情報記憶装置２、治療プロトコル情報記憶装置３、治療設備情報記憶装置４及び人的資源記憶装置５からプランニング情報、治療プロトコル情報、治療工程情報、人的資源情報及び設備情報をそれぞれ読み込む（Ｓ３１）。
【００３１】
次のステップＳ３２で、治療枠情報設定装置６は集合Ｊの各仕事ｊに対する集合｛Ｐj｝、｛ｐj｝を求める。集合Ｐjは、集合Ｊの“ｊ”という仕事の前工程を示す集合である。図１０のＪ対応表に対する｛Ｐj｝を図１１に示す。例えば、Ｐ２の場合、仕事２は図１０のＪ対応表からＡ２である。治療プロトコル情報からＡ２の前工程はＡ１であるから、Ｊ対応表から集合Ｊの“１”が前工程の仕事であると分り、治療枠情報設定装置６はＰ２＝｛１｝に設定する。前工程がｋ個ある場合はＰｊの要素はｋ個になる。順次一つずつ工程が進む場合にはＰiの要素は一つである。仕事ｊのｐjは、仕事ｊの所要時間を表す。そのため、Ｊ対応表から工程Ｎｏが分ると治療枠情報設定装置６は治療工程情報から所要時間を検索しｐjに設定する。
【００３２】
次に治療枠情報設定装置６は仕事ｉの次に仕事ｊが来る場合に空けなければならない期間の最小値と最大値を｛σij｝、｛δij｝に設定する。治療枠情報設定装置６は仕事ｊの工程名をＪ対応表から検索し、治療工程情報からその前工程ｉとの最小間隔、最大間隔をσij、δijとする。
【００３３】
治療プランニング問題作成装置７は、第ｋ分割期間に関して資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８に必要な情報を作成する。この装置による治療プランニング問題作成の処理の概略フローチャートを図１３に示す。
【００３４】
まず、治療プランニング問題作成装置７は治療枠情報設定装置６で求めた集合Jと前工程集合｛Ｐj｝とＪ対応表、パラメータ｛ｐj｝、｛σij｝、｛δij｝、集合Ｒ，およびＲ対応表を読み込む（Ｓ４１）。治療枠情報設定装置６から入力を読み込んだ後、治療プランニング問題作成装置７はｋ＝１かどうかを判定する（Ｓ４２）。変数ｋは第ｋ分割期間を表している。判定がＹＥＳであると、治療プランニング問題作成装置７はプランニング情報記憶装置１からプランニング情報を読み込み、全プランニング期間を分割数から最初の分割期間の開始日と終了日とし、開始日をｄ１と終了日をｄ２に設定する（Ｓ４３）。判定がＮＯであると、治療プランニング問題作成装置７は分割プランニング対象期間作成装置１０で算出したプランニング開始日と終了日を読み込み、開始日をｄ１，終了日をｄ２に設定する（Ｓ４４）。このプランニング期間の設定処理において、全プランニング期間が１年間で分割数が１２の場合、４月から始まるとして、第１分割期間（ｋ＝１）は４月、第２分割期間（ｋ＝２）は５月となる。よって、ｋ＝１の場合、第１分割期間の開始日と終了日はただちに決まる。しかし、ｋ＞１の場合は分割プランニング期間作成装置から開始日と終了日が与えられる。ｋ＞１の場合は、第ｋ−１分割期間の治療枠結果表からのりしろ期間が求められ、それを含めた期間が分割プランニング対象期間作成装置１０で算出されるためである。
【００３５】
上記のようにプランニング期間が設定されたら、治療プランニング問題作成装置７はｄ１からｄ２までを１からの数値ｔに対応させたＴ対応表を作成し、ｄ２に対応する数値ｔをＴに設定する（Ｓ４５）。即ち、期間の長さＴと日付とｔの対応を示したＴ対応表を作成する。以下日付とｔを同一視する。図１４にＴ対応表の例を示す。
【００３６】
次に治療プランニング問題作成装置７はパラメータｅｒｔ，ｕｊｒを求める。即ち、治療プランニング問題作成装置７はＲ対応表、Ｔ対応表、人的資源情報、利用設備情報からパラメータｅｒｔを作成し、Ｊ対応表、Ｒ対応表と治療工程情報からパラメータｕｊｒを作成する（Ｓ４６）。この処理において、日付ｔでの資源ｒの量ｅｒｔは、日付ｔでその資源がどれだけ利用可能であるかの上限を示す数値である。まず、Ｒ対応表から資源名を求める。例えば、ｒ＝２であれば資源名は看護師となる。また、数値ｔに対応する日付をＴ対応表から求める。次に人的資源情報のその日付欄のｒに対応する資源量（時間）を全て検索し総和を求める。例えば、図８で６／１（月）であれば看護師は看護師Ｆ，看護師Ｇ，看護師Ｈの３人分の総和として資源量（時間）は２８Ｈとなる。よって、ｅｒｔ＝２８となる。これはこの日には看護師は２８時間分あることを示している。治療プランニング問題作成装置７はこの操作を繰り返して、全てのパラメータｅｒｔの値を設定する。なお、カレンダーからその日は病院休館日の場合には設備は稼動しないので治療プランニング問題作成装置７はパラメータｅｒｔの値を０に設定する。
【００３７】
仕事ｊが占有する資源ｒの量ｕｊｒは、その仕事ｊ（固定具作製、照射等）がどれだけの資源ｒを占有するかを示す量である。治療プランニング問題作成装置７はＪ対応表から仕事ｊの工程Ｎｏを求め、治療工程情報からその工程の必要人的資源または必要設備の欄にその資源が含まれていれば、量ｕｊｒをその工程Ｎｏの所要時間の値に設定する。その資源が含まれていなければ、その資源は必要としないということで治療プランニング問題作成装置７は量ｕｊｒを０に設定する。
【００３８】
上記のようにしてパラメータｅｒｔ，ｕｊｒが求められると、ｋ＝１が判定される（Ｓ４７）。この判定がＹＥＳであると、集合Ｊ，Ｒ、｛Ｐｊ｝とパラメータＴ，｛ｐｊ｝，｛σｉｊ｝，｛δｉｊ｝，｛ｅｒｔ｝，｛ｕｊｒ｝を資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８に出力する（Ｓ４８）。判定がＮＯであると、パラメータｅｒｔの値をのりしろ期間［ｄ０，ｄ１］で既に割り当てられている仕事で使用する資源から差し引いた値に修正する（Ｓ４９）。即ち、分割プランニング期間にのりしろ期間が含まれているｋ＞１の場合には、のりしろ期間に既に割り振られている仕事ｊが占有している資源量をｅｒｔからあらかじめ減算しておく。以上でプランニング計算に必要な全てのパラメータが求められたのでこれを資源制約付スケジューリング問題解決エンジンに受け渡す。
【００３９】
資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８は、治療枠情報設定装置６および治療プランニング問題作成装置７で設定されたパラメータを入力として、あらかじめ下記のように定式化されたモデルを実装したエンジンによって高速に最適解を求めるものである。
【００４０】
上述の全ての制約条件をもとに作成される治療プランニング問題の例を以下に示す。ここで必要な全てのパラメータは、治療枠情報設定装置６および治療プランニング問題作成装置７で求められている。資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８の出力は算出される最適解である。最適解が存在しない場合は“作成不可”を返す。作成不可になるのはプランニング情報で設定していた治療プロトコル枠数が多すぎるか、あるいは一部の資源が少なすぎることが主な原因である。ここを調整することでやりなおせば全期間で作成が可能となる。
【００４１】
例えば、治療プランニング問題作成装置は，各分割期間における治療プランニング問題を作成するとき，各分割期間における治療プランニング問題の各プロトコルの枠数は，始めに与えられたプロトコルごとの患者数の割合と同じ割合となる治療枠を作成する。これにより，各分割期間は始めに与えられたプロトコルごとの患者数の割合と同じ割合の治療枠が作成できるため，立案期間中にプロトコルごとで均等に治療が入るようにする補足的な目的関数が考慮できる。
【００４２】
資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８への入力
タイムピリオドｔ＝１，…，Ｔとする．（ｔ−１）からｔまでがひとつの単位時間
Ｊ：仕事の集合
Ｒ：資源の集合
Ｐｊ：仕事ｊの実行前に終了しなければならない仕事の集合
定数ｐｊ：仕事ｊの実行時間
δｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ，ｉ∈Ｐｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最小時間
σｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ，ｉ∈Ｐｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最大時間
ｅｒｔ，ｒ∈Ｒ，ｔ＝１，…，Ｔ：時間帯（ｔ−１）からｔにおける資源ｒの量
ｕｊｒ，ｊ∈Ｊ，ｒ∈Ｒ：仕事ｊが占有する資源ｒの量
資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８からの出力
便宜的に２つのダミーの仕事を設ける。１つ目はすべての仕事の開始を表す「仕事０」で，すべての仕事と同時かまたはすべての仕事より先に実行するものとする．２つ目は，各患者の仕事の合計数をＫとするとダミーの仕事を「仕事Ｋ＋１」と表記し，仕事Ｋ＋１をすべての仕事終了後にしか実行できないものとする．このとき，仕事Ｋ＋１の開始時間は，すべての仕事の終了の時間を示す。仕事０は，一般的にはタイムピリオドの最初（ここでは１）に開始する。
【００４３】
定式化のために，次の記号を定義する．
１，…，Ｔ：タイムピリオド．Ｔはタイムピリオド数の最大値．
Ｊ：仕事の集合
Ｒ：資源の集合
Ｐｊ：仕事ｊの実行前に終了しなければならない仕事の集合
定数ｐｊ，ｊ∈Ｊ：仕事ｊの実行時間
δｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最小日数
σｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最大日数
ｅｒｔ，ｒ∈Ｒ，ｔ∈｛１，…，Ｔ｝：時間帯（ｔ−１）からｔにおける資源ｒの量
ｕｊｒ，ｊ∈Ｊ，ｒ∈Ｒ：仕事ｊが占有する資源ｒの量
変数ｘｊｔ，ｊ∈Ｊ，ｔ∈｛１，…，Ｔ｝：時間帯（ｔ−１）からｔに仕事ｊを実行開始するときに１，そうでないときに０となる整数変数
最適化問題（ｂ）定式化を次式（１）により表す。
【００４４】
【数１】
2010165338.tif 000003
【００４５】
対象期間の枠のプランニングの問題を資源制約付スケジューリング問題としてモデル化し、モデルを組合せ最適化手法（例えば、厳密解法、近似解法など）をベースに、最適化した治療枠を作成することができる。即ち、資源制約付スケジューリング問題は、組合せ最適化手法をベースにした解法を用いることができる。またＩＬＯＧ社のＣＰＬＥＸのような市販ツールを用いることもできる。資源制約付スケジューリング問題を解決するための資源制約付スケジューリング問題解決エンジンについては、茨木俊秀著「問題解決エンジンとしてのメタヒューリスティック・アルゴリズム」、ＲＡＭＰシンポジウム２００７、１１７〜１３０ページにも述べられている。
【００４６】
治療枠結果処理／記憶装置９は、資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８で求めた数値を治療枠結果表の形に変換して記憶する。治療枠結果処理／記憶装置９の処理が図１５にフローチャートで示されている。
【００４７】
まず、治療枠結果処理／記憶装置９はエンジン装置８が求めた解｛ｘｊｔ｝をエンジン装置８から取り込む（Ｓ６１）。この後、治療枠結果処理／記憶装置９はｊ＝１を設定し（Ｓ６２）、ｔ＝１，…，Ｔまで動かして、ｘｊｔ＝１となるｔを求める（Ｓ６３）。即ち、治療枠結果処理／記憶装置９は仕事ｊを固定して、その仕事が開始されるｔ、即ち、ｘｊｔ＝１となるｔを求める。次に、治療枠結果処理／記憶装置９はＪ対応表からｘｊｔの仕事ｊの仕事名と工程Ｎｏを求める（Ｓ６４）。更に、治療枠結果処理／記憶装置９は工程Ｎｏ＝１であるかどうかを判定する。この判定がＹＥＳであれば、治療枠結果処理／記憶装置９は治療枠結果表記入行を新規に作成して仕事名から治療プロトコル名を新規行に記入する（Ｓ６６）。即ち、工程Ｎｏが１であれば（固定具作製が必要となれば）、新規の治療枠が発生したことになる。従って、治療枠結果処理／記憶装置９は表を見やすくするために改行して次の欄に治療プロトコル名を記載し、治療枠結果表のt番目に仕事名を記入する（Ｓ６７）。判定がＮＯであると、治療枠結果処理／記憶装置９は直接に治療枠結果表のt番目に仕事名を記入する（Ｓ６７）。治療プロトコル名は仕事名の頭文字で判定する。例えば、仕事名がＢ１であれば“治療プロトコルＢ”となる。
【００４８】
次に、仕事ｊはＪ対応表の最後かを治療枠結果処理／記憶装置９が判定する（Ｓ６８）。この判定がＹＥＳであると、治療枠結果処理／記憶装置９は資源占有率を算出し、治療枠結果表のｔ欄をＴ対応表で日付に変換する（Ｓ６９）。即ち、上記の処理が全ての仕事ｊに対して行った後、資源占有率が算出される。休日以外で資源ｒ（治療設備、人的資源）がどの程度占有されているかの割合Ｑｒｔは次式（２）で求められる。休日は便宜上０％としておく。
【００４９】
【数２】
2010165338.tif 000004
【００５０】
この値でどの日はまだどれだけ余裕があるのかがわかるようになる。Ｑｒｔ＝１であれば資源に余裕がないことを示す。この値が小さいほど余裕があることになる。これにより、日付に対して治療プロトコル毎に工程が記載された治療結果表が作成できる。この治療枠結果表は記憶装置に格納される（Ｓ７０）。
【００５１】
ステップＳ６８での判定がＮＯであると、ｊ＝ｊ＋１が設定され（Ｓ７１）、処理はステップＳ６３に戻る。
【００５２】
図１６には治療枠結果処理／記憶装置９に記憶される治療結果表の具体例が示されている。図１６は６月に１ヶ月間に治療プロトコルＡ，Ｂ，Ｃの枠が多数生成されているイメージ図である。下３行にはＱｒｔの値を％で追加して記載している。この例では資源ｒはＳＩＭ室、医師、技師である。この値を追加することで、例えば、技師は６／２９，３０に余裕（占有率４０％）があることがわかる。治療枠結果処理／記憶装置９は以上のようにして作成した治療結果表を記憶する。
【００５３】
分割プランニング対象期間作成装置１０は次の第ｋ＋１分割期間のプランニング開始日と終了日を求める。プランニング対象の長期間（半年間または１年間等）はプランニング情報記憶装置１に記載されている。これを分割数Ｋを使ってＫ分割（例えば１ヶ月単位で分割）して得られる期間を分割期間と定義する。第１分割期間から第Ｋ分割期間まである。分割プランニング対象期間作成装置１０は第２分割期間からはのりしろ期間を付加した期間を分割プランニング対象期間として算出する。のりしろ期間の算出には、例えば次の３通りの方法を用いる。
【００５４】
方法１：直前の分割期間の後半のＮ％（例えばＮ＝３０）に相当する期間をのりしろ期間とする。  
方法２：最も照射回数の少ない治療プロトコルの全工程日数の最小値（＝Ｘ日とする）を求め、Ｘ日をのりしろ期間とする。  
方法３：枠の埋まり具合がある一定の割合以下の（疎な）直近の連続期間をのりしろ期間とする。
【００５５】
以下では方法３について説明する。図１７に分割プランニング対象期間作成装置１０がのりしろ期間の算出を実施する概略フローチャートを示す。まず、分割プランニング対象期間作成装置１０は分割期間ｋから次の分割期間の開始日ｄ１，終了日ｄ２を設定する（Ｓ８１）。分割プランニング対象期間作成装置１０は直前で求めた第ｋ−１分割期間の治療枠結果表を治療枠結果処理／記憶装置９から読み込んで（Ｓ８２）、読み込んだ治療枠結果表の日々の資源の占有率Ｑｒｔから平均占有率を求める（Ｓ８３）。分割プランニング対象期間作成装置１０はプランニング開始日ｄ１から平均占有率がはじめて一定値より大になる直前日をｄ０に設定する（Ｓ８４）。例えば、図１６で平均占有率は６／３０、６／２９、６／２８、６／２７、６／２６の順に４７％、５０％、０％、０％、５７％となる。よって、一定値を５０％とするとｄ０は６／２７となる。のりしろ期間はこの場合、６／２７から６／３０までとなる。この期間は余裕があるので、次のプランニング対象期間に再度加えるという意味である。この期間に割当てられている仕事はそのままで扱う。分割プランニング対象期間作成装置１０はこれを加えた期間として開始日ｄ０（６／２７），終了日ｄ２（７／３１）を出力する（Ｓ８５）。図１８に次のプランニング分割期間で作成する治療枠結果表の初期値を示す。資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８でこの表が埋まることになる。
【００５６】
治療枠結果表示装置１１は全ての分割期間のプランニングが終了した後、これらを統合して全対象期間の治療枠結果表を作成して、例えば、液晶ディスプレイに表示する装置である。例えば、プランニング情報記憶装置１のプランニング情報が全期間１年、分割数１２の場合には月単位で治療枠を作成している。ただし、５月以降は前の期間の一部をのりしろ期間としてオーバーラップさせながら求めている。これらの１２回の治療枠結果表を重ね合わせる形でつなげると全期間の治療枠結果表となる。のりしろ期間を第１分割期間から順次上書きするだけで全期間の治療枠結果表となる。表を見やすくするためには、下記の方法がある。
【００５７】
治療プロトコル毎に色を変えて枠を表示する。  
資源の占有率が一定以上の日の色を青にする。  
病院休日は赤にする。  
設備資源、人的資源の日ごと占有率も一緒に表示する。  
同じ治療プロトコル枠は重ならない範囲で同じ行に表示する。  
上記以外にも表を見やすく表示する工夫は種々ありうる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図１９を参照して第２の実施形態による放射線治療予約スケジューリング装置を説明する。図１の実施形態と同一部分は同一参照符号で示しており、第1の実施形態と異なる部分を太線で示している。
【００５９】
図１９の放射線治療予約スケジューリング装置には第1の実施形態の放射線治療プランニング装置に患者情報入力装置１２及びプランニング情報修正装置１３が追加されている。患者情報入力装置１２は、作成した治療枠結果表を表示させて新規に発生した患者を空いている治療プロトコル枠に患者スケジュールを当てる装置である。患者情報入力装置１２は診察して治療が必要と判断された時点で該当する治療プロトコルの枠を確保することを可能にする。この患者情報入力装置１２は治療枠結果表を表示した治療枠結果表示装置（ディスプレイ）１１に対して、通常のキーボード、マウス、タッチペンなどを用いて該当する治療プロトコル枠を指定する。そして患者情報入力装置１２は，確保した治療プロトコル枠に対して患者情報（患者ＩＤ，名前、年齢性別など）を入力する。
【００６０】
プランニング情報修正装置１３は、治療枠作成から運用である程度経過した後で治療枠のリスケジューリングを行う期間を入力する装置である。この期間は特定の期間でもいいし、現在から残りの期間全部でもよい。このプランニング情報修正装置１３は治療枠結果表を表示した治療枠結果表示装置（ディスプレイ）１１に対して、通常のキーボード、マウス、タッチペンなどを用いて範囲を指定したり、リスケジューリング期間の開始日と終了日を入力したりして期間を再設定する。
【００６１】
具体例なリスケジューリングが図２０に示されている。現在を６／４として、灰色部分が予約で埋まっている部分である。あらかじめ作成した治療枠に対して、実際には特定の治療プロトコルの患者しか登録がなく、埋まらない治療プロトコルが多数発生する可能性がある。この例では治療プロトコルＣの枠が埋まっていない。そこで現在から特定の期間の枠のリスケジューリングを行う。その際、プランニング情報修正装置１３はプランニング情報を修正して全プランニング期間、分割数、治療プロトコル枠数を修正する。修正した結果はプランニング情報記憶装置１に記憶される。
【００６２】
上述した第２の実施形態によると、患者情報入力装置１２が新規に発生した患者を空いている治療プロトコル枠に患者スケジュールを当て、プランニング情報修正装置１３は治療枠のリスケジューリングを行う期間を入力し、枠に既に予約で埋められた枠の患者情報をもとに再調整したい枠を指定し、治療プロトコル枠の数をプランニング情報記憶装置１に設定し、期間内の既に埋まっている枠とまだ埋まっていない枠を対象に枠の組み替えや取替えを含む枠の自動調整を行う。このような放射線治療予約スケジューリング装置は図１に示す放射線治療プランニング装置によって作成される全対象期間の治療枠結果表の特定期間の枠を作り直すことができる。既に予約が埋まっている部分はそのままに現状に合った治療プロトコル枠を効率よく作成することができる。
【００６３】
次に、第１の実施形態の治療プランニング装置の第１の変形例について述べる。  
前述の第１の実施形態では各工程で使用する必要設備は決まっていた。しかし、例えば、シミュレーションはＳＩＭ室でも照射室でもどちらでも空いている部屋が使えることがある。また、共用できる準備室を別途設置して混雑する工程に割り振ることで効率よく治療できる。この場合にも下記のように修正することで対応できる。前述の定式化の違いは仕事ｊに対して利用可能な治療設備の集合を可能設備集合Ｍｊとして設定する。定式化は以下の通りである。具体的には治療工程情報記憶装置２で必要設備の複数候補を記載し、治療プランニング問題作成装置７で集合Ｍｊを作成し、下記の定式化されたエンジンを資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８として実行する。
【００６４】
資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置８への入力
定式化のために，次の記号を定義する。  
タイムピリオドｔ＝１，…，Ｔとする。（ｔ−１）からｔまでがひとつの単位時間
Ｊ：仕事の集合
Ｒ：資源の集合
Ｍｊ：仕事ｊのモードの集合
Ｐｊ：仕事ｊの実行前に終了しなければならない仕事の集合
定数  ｐｍｊ，ｍ∈Ｍｊ：仕事ｊのモードｍにおける実行時間
δｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ，ｉ∈Ｐｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最小時間
σｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ，ｉ∈Ｐｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最大時間
ｅｒｔ，ｒ∈Ｒ，ｔ＝１，…，Ｔ：時間帯（ｔ−１）からｔにおける再利用可能資源ｒの量
ｕｊｒ，ｊ∈Ｊ，ｒ∈Ｒ：仕事ｊが占有するモードｍにおける再利用可能資源ｒの量
変数  ｘｍｊｔ，，ｊ∈Ｊ，ｔ＝１，…，Ｔ，ｍ∈Ｍｊ：モードｍで時間帯（ｔ−１）からｔに仕事ｊを実行開始するときに１，そうでないときに０となる整数変数
定式化を次式（３）で示す。
【００６５】
【数３】
2010165338.tif 000005
【００６６】
次に、枠を用いた運用方法を実施する第２の変形例を説明する。第２の変形例は放射線治療プランニング装置の設備資源情報、人的資源情報の一部の資源を十分大きくとることによって、設備、人的資源の最適値を求める機能である。例えば、医師を３０人程度登録して年間治療枠を作成する。求められた治療枠結果表の医師の占有率の最大値を求める。これをＦとする。年間を通じて同じ医師数を想定した場合、３０×Ｆ人いれば最大限の治療枠が生成できることになる。同様に混雑する特定の設備の数を十分大きくとって年間治療枠を作成することでその設備の必要数を見積もることができる。即ち、特定の設備の数を十分大きな値に設定することによって、年間患者数を最大にするための特定の設備の必要数を算出することができる。
【００６７】
以下に第２の実施例について具体的に説明する。  
本実施例における年治療間枠とは，ここでは一年や半年など立案期間が長期的な枠、年間枠を意味するものとする。年間枠を作成して実際に運用される過程について図２１に示す枠運用のフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
まず、最適化により年間枠を作成する（Ｓ９１）。次に、自動生成できる治療工程を追加する（Ｓ９２）。この後、新規患者の受付があったかが判定される（Ｓ９３）。この判定がＹｅｓであると、新規患者の割付可能枠があるかが判定される（Ｓ９４）。この判定がＹｅｓであると、患者に枠を割付ける（Ｓ９５）。ステップＳ９４の判定がＮｏであると、新たな枠の生成及び治療日の調整が行われ（Ｓ９６）、リスケジューリングが行われる（Ｓ９７）。このリスケジューリングとは，現在ある枠について移動するなどの変更を加えることを意味する。リスケジューリング後は患者に枠を割付ける（Ｓ９５）。
【００６９】
ステップＳ９３の判定がＮｏであるとき、患者に枠の割付が行われたとき、治療日の変更があったかが判定される（Ｓ９８）。この判定がＹｅｓであると、リスケジューリングが行われる（Ｓ９９）。このリスケジューリングが終わると、また治療日の変更がないと、年間枠の見直しが必要であるかが判定される。この判定がＹｅｓであると、作り直し枠を決める（１０１）。判定がＮｏであると、処理はステップＳ９３に戻る。作り直すとは，（一部の枠を除いて）現在ある枠を一度壊してしまい，新たに枠を作成する。このとき，プロトコルの割合の予測値などを変えて年間枠を生成することができる。ステップ１０１の後、処理はステップＳ９１に戻る。
【００７０】
上記の手順において、枠作成では、決められた立案期間内に，与えられた患者数の治療を行うとき，各日における各治療工程で治療される患者数（部屋等の設備の使用患者数でも良い）がなるべく均等になるような枠を作成する。補足的な目的関数として，立案期間中にプロトコルごとで均等に治療が入るように枠が作成される。
【００７１】
各日の各治療工程での患者数（部屋等の設備の使用患者数でも良い）の最大値がわかる。これによって，部屋数や技師，看護師の人数などが見積もることができる。
【００７２】
上述した年間枠作成に際しての定式化のためには、次のように定義される。  
１，…，Ｔ：タイムピリオド．Ｔはタイムピリオド数の最大値
Ｓ：治療工程の集合
Ｊ：仕事の集合
Ｊｓ，ｓ∈Ｓ：治療工程ｓの仕事の集合
Ｒ：資源の集合
Ｐｊ：仕事ｊの実行前に終了しなければならない仕事の集合
定数  ｐｊ：仕事ｊの実行時間
δｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最小日数
σｉｊ，ｉ，ｊ∈Ｊ：仕事ｉが終わって仕事ｊを実行するまでの最大日数
ｅｒｔ，ｒ∈Ｒ，ｔ∈｛１，…，Ｔ｝：時間帯（ｔ−１）からｔにおける資源ｒの量
ｕｊｒ，ｊ∈Ｊ，ｒ∈Ｒ：仕事ｊが占有する資源ｒの量
変数  ｘｊｔ，ｊ∈Ｊ，ｔ∈｛１，…，Ｔ｝：時間帯（ｔ−１）からｔに仕事ｊを実行開始するときに１，そうでないときに０となる整数変数
ｙｔ：作業ｓが可能な人数の最大値を示す従属変数
最適化問題の定式化を次式（４）により表す。
【００７３】
【数４】
2010165338.tif 000006
【００７４】
上述のように第２の変形例によると、各分割期間における治療プランニング問題を作成するとき，各分割期間における治療プランニング問題の各プロトコルの枠数は，始めに与えられたプロトコルごとの患者数の割合と同じ割合となる治療枠を作成する。
【００７５】
これにより，各分割期間は始めに与えられたプロトコルごとの患者数の割合と同じ割合の治療枠が作成できるため，立案期間中にプロトコルごとで均等に治療が入るようにする補足的な目的関数が考慮できる。
【００７６】
次に、第３の変形例を説明する。  
この第３の変形例では、組合せ最適化手法の目的関数または評価関数ｆ（ｘ）に対して，分割期間より短い評価用日数を設定し，評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の乖離量を示す関数ｇ（ｘ）を加算して新たな評価関数（目的関数）を作成し，この評価関数（目的関数）を用いて解を求める。この乖離量を示す関数ｇ（ｘ）は、評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解が異なっているほど値が大きくなる関数であれば良く、評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の差の絶対値の総計ｇ１（ｘ）、評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の差の２乗和ｇ２（ｘ）、評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の差の絶対値の最大値ｇ３（ｘ）などがある。
【００７７】
この方法によると、各分割期間内でも立案期間中にプロトコルごとで均等に治療が入るようにする補足的な目的関数が考慮することができる。この方法を用いることにより，第２の変形例では分割期間ごとにしか評価されなかったが，評価用日数ごとに評価することができるため，より均等に治療が入る枠を生成できる。
【００７８】
この方法は、補足的な目的関数をより重視したスケジュールを作成するために用いる方法であり，各分割期間における最適化で使うこともできるが，のりしろによる作成方法を用いないで立案期間すべての最適化を行う場合に補足的な目的関数を考慮するためにも用いることができる。この方法による評価用日数ごとで，各照射回数の患者を入れる目安と解の乖離量の解の差の絶対値の総計ｇ１（ｘ）は次式（５）で与えられる。 
【００７９】
【数５】
2010165338.tif 000007
【００８０】
また、評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の差の２乗和ｇ２（ｘ）は次式（６）で与えられる。
【００８１】
【数６】
2010165338.tif 000008
【００８２】
評価用日数ごとで各照射回数の患者を入れる目安と解の差の絶対値の最大値ｇ３（ｘ）は次式（７）で与えられる。
【００８３】
【数７】
2010165338.tif 000009
【００８４】
但し、
ｓ＊：ある治療工程（最初の治療工程など）。
【００８５】
ＮＵＭ（ｎ）：枠ｎの照射回数を示す関数。
【００８６】
ＪＯＢ（ｎ，ｓ）：患者ｎの治療工程ｓの仕事を示す関数。
【００８７】
θ：照射回数の割合で均等に入れるための評価用日数。
【００８８】
Ｐ：プロトコルの集合。
【００８９】
ｑｐｋ，ｐ∈Ｐ，ｋ∈｛１，…，（Ｔ／θ＋１）｝：上記評価用日数ごとで，各照射回数の患者を入れる目安の人数（立案期間中均等に割り振ることで自動算出できる）。
【００９０】
上記実施例は、年間枠を作成しているが、各日の各治療工程における患者数（部屋等の設備の使用患者数でも良い）を与えるとき，決められた立案期間内で治療できる患者数をなるべく多くする枠を作成する。補足的な目的関数として，立案期間中にプロトコルごとで均等に治療が入るように枠が作成される。この場合、既存の施設で治療可能な最大患者数が見積もることができ，目標の患者数に達成するか，しない場合には何がボトルネックになるかが分る。
【００９１】
本発明の実施の形態に記載した本発明の手法は、コンピュータによって実行させることができ、また、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。
【００９２】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１…プランニング情報記憶装置、２…治療工程情報記憶装置、３…治療プロトコル情報記憶装置、４…治療設備情報記憶装置、５…人的資源情報記憶装置、６…治療枠情報設定装置、７…治療プランニング問題作成装置、８…資源制約付スケジューリング問題解決エンジン装置、９…治療枠結果処理／記憶装置、１０…分割プランニング対象期間作成装置、１１…治療枠結果表示装置、１２…患者情報入力装置、１３…プランニング情報修正装置。
【図１】
2010165338.tif 000010
【図２】
2010165338.tif 000011
【図３】
2010165338.tif 000012
【図４】
2010165338.tif 000013
【図５】
2010165338.tif 000014
【図６】
2010165338.tif 000015
【図７】
2010165338.tif 000016
【図８】
2010165338.tif 000017
【図９】
2010165338.tif 000018
【図１０】
2010165338.tif 000019
【図１１】
2010165338.tif 000020
【図１２】
2010165338.tif 000021
【図１３】
2010165338.tif 000022
【図１４】
2010165338.tif 000023
【図１５】
2010165338.tif 000024
【図１６】
2010165338.tif 000025
【図１７】
2010165338.tif 000026
【図１８】
2010165338.tif 000027
【図１９】
2010165338.tif 000028
【図２０】
2010165338.tif 000029
【図２１】
2010165338.tif 000030